Однотактные упт

Данные каскады называются 3-х каскадные усилители постоянного тока с гальванической завязкой. В техническом исполнении данная схема проста и экономична, но требует соблюдения определенных условий:

1). U_{к покоя} = U_б(n+1)<U_к(n+1)

2). U_эп<U_кп=U_б(n+1)≈U_э(n+1)

Токи всех 3-х транзисторов одинаковы. От каскада к каскаду должно выполняться I_к/I_б , тогда R коллекторной цепи от каскада к каскаду мы должны уменьшать R_к1>R_к2>R_к3. Т.к. у нас многокаскадник, а его необходимо лучше стабилизировать с предыдущим, тогда необходимо усилить эммитерную цепь и R_э1<R_э2<R_э3 ; K_U=U_вых/U_вх≈ R_к/ R_э; K_U1>K_U2>K_U3;

Эти требования от каскада к каскаду снижают коэффициент усиления.

Если уменьшить ток в каждом последующем каскаде, то можно уравнять R_к , но все равно придется увеличить R_Э, т.к. это стабилизация схемы, а если наоборот увеличить токи в каждом последующем, то можно уравнять сопротивление эммитерной цепи но все равно придется уменьшать сопротивление коллекторной цепи, т.к. растут токи. Самым рациональным, при заданном источнике питания, является то, что надо увеличить потенциал эммитера от каскада к каскаду не путем увеличения сопротивления эмитерной цепи, а путем дополнительных токов через балансное сопротивление или с помощью дополнительных напряжений, получаемых от ПП стабилитронов.

1-й способ используется тогда, когда I_э слишком мал для работы стабилитронов. 2-й применяется тогда, когда R₀ соизмеримо с R_э , а это снижает усиление каскада. Т.к. данный каскад считается многокаскадником К=К_U1*К_U2*К_U3; Однотактные усиливают со входа на выход без потерь. Гальваническая связь, т.к. не используется никаких соединений элементов.

18. Усилители постоянного тока. Усилители с модуляцией сигнала. Температурный дрейф.

Применение усилительных каскадов в УПТ ограничивается дрей­фом нуля. Дрейфом нуля (нулевого уровня) называется самопроиз­вольное отклонение напряжения или тока на выходе усилителя от начального значения. Этот эффект наблюдается и при отсутствии сигнала на входе. Поскольку дрейф нуля проявляется таким образом, как будто он вызван входным сигналом УПТ, то его невозможно отличить от истинного сигнала. Существует достаточно много физических причин, обусловлива­ющих наличие дрейфа нуля в УПТ. К ним относятся нестабиль­ности источников питания, температурная и временная нестабиль­ности параметров транзисторов и резисторов, низкочастотные шумы, помехи и наводки. Среди перечисленных причин наиболь­шую нестабильность вносят изменения температуры, вызывающие дрейф. Этот дрейф обусловлен теми же причинами, что и не­стабильность тока коллектора усилителя в режиме покоя изменениями I_кбо, U_бэ0 и B. Поскольку температурные изменения этих параметров имеют закономерный характер, то в некоторой степени могут быть скомпенсированы. Так, для уменьшения абсолютного дрейфа нуля УПТ необходимо умень­шать коэффициент нестабильности S_нс.

Абсолютным дрейфом нуля ∆U_вых, называется максимальное самопроизвольное отклонение выходного напряжения УПТ при замкнутом входе за определенный промежуток времени. Качество УПТ обычно оценивают по напряжению дрейфа нуля, приведен­ного ко входу усилителя: е_др=∆U_вых/K_и. Приведенный ко входу усилителя дрейф нуля не зависит от коэффициента усиления по напряжению и. эквивалентен ложному входному сигналу. Величина е_др ограничивает минимальный входной сигнал, т. е. определяет чувствительность усилителя.

В усилителях переменного тока, естественно, тоже имеет место дрейф нуля, но так как их каскады отделены друг от друга разделительными элементами (например, конденсаторами), то этот низкочастотный дрейф не передается из предыдущего каскада в последующий и не усиливается им. Поэтому в таких усилителях (рассмотренных в предыдущих главах) дрейф нуля минимален и его обычно не учитывают. В УПТ для уменьшения дрейфа нуля, прежде всего, следует заботиться о его снижении в первом каскаде. Приведенный ко входу усилителя температурный дрейф снижа­ется при уменьшении номиналов резисторов, включенных в цепи базы и эмиттера. В УПТ резистор R_Э большого номинала может создать глубокую ООС по постоянному току, что повысит стабильность и одновременно уменьшит K_U для рабочих сигналов постоянного тока. Поскольку здесь K_U пропорционален S_нс, то величина е_др оказывается независимой от S_нс. Минимального значения е_др можно достичь за счет снижения величин Rэ, R_б и R_r. При этом для кремниевых УПТ можно получить е_др=∆U_БЭО=ε_t∆T Кремниевые УПТ более пригодны для работы на повышенных температурах.

Следует подчеркнуть, что работа УПТ может быть удовлетво­рительной только при превышении минимальным входным сигна­лом величины С_др. Поэтому основной задачей следует считать всемерное снижение дрейфа нуля усилителя.

С целью снижения дрейфа нуля в УПТ могут быть использова­ны следующие способы: применение глубоких ООС, использование термокомпенсирующих элементов, преобразование постоянного тока в переменный и усиление переменного тока с последующим выпрямлением, построение усилителя по балансной схеме и др.

19. Усилители постоянного тока. Двухтактные усилители.

Данный каскад называется дифференциальным. Его отличительные свойства: высокая стабильность, малый дрейф нуля, большой коэффициент передачи сигнала, большой коэффициент подавления синфазных помех.

Данный каскад выполнен по принципу сбалансированного моста, плечи которого состоят из R_k1 и R_k2, а два других из транзистора 1 и транзистора 2.

Для того, что бы данный каскад качественно и надёжно выполнял свои функции, необходимо выполнить 2 условия: 1)Состоит в симметрии обоих плеч, т.е. схема должна быть строго сбалансирована 2)Состоит в обеспечении глубокой отрицательной обратной связи для синфазного сигнала. Это требование позволяет выполнить эмиттерная цепь, выполненная в виде дифференциального сопротивления или электронного эквивалента.

Чем лучше симметрия плеч тем меньше приращение сопротивления коллекторной цепи. Поскольку схемотехнически идеальная симметрия невозможна, то всегда это приращение отлично от нуля и для того, что бы уменьшить коэффициент усиления синфазных помех необходимо усиливать эмиттерную цепь.